В известных приборах для вычисления коэффициентов ряда Фурье синусоидальные напряжения вырабатываются вращающимИ(Ся трансформаторами, а интегрирование осуществляется электромеханинескими устройствами, что ограничивает частоту исследуемых сигналов.
Предла1гаемый прибор позволяет устранить этот недостаток, а также повысить скорость вычислительных операций и увеличить диапазон рабочих частот.
Достигается это тем, что синусный блок устройства выполнен в виде электронного генератора синусоидальных колебаний ic регулируемой частотой, а интегрирующие блоки выполнены в виде усилителя постоянного тока с емкостью в цепи обратной связи.
Прибор (см, схему) имеет командное устройство - генератор / развертки и управления, генератор 2 синусоидальных и косину|Соидальных колебаний, два умножающих блока 5 и , два интегрирующих блока 5 и 6 и выводное устройство, выполненное в виде электронно-лучевого индикатора 7.
Командное устройство предназначено для периодической посылки импульсов в генератор 2, гц.е они дискретно изменяют значение частоты в выводное устройство, где импульсы управляют электронно-лучевым индикатором, в интегрирующие блоки, где импульсы сбрасывают на нуль показания после каждого цикла.
Генератор 2 вырабатывает синусоидальные и косинусоидальные напряжения, которые затем перемножаются на функции f(t). В интегрирующих блоках вычисляются интегралы произведений, подаваемых в выводное устройство.
Принцип действия и работа прибора заключается в следующем.
Связь между переходным процессом и частотной характеристикой линейной системы автоматического регулирования устанавливается преN 118994 образованием образованием
Ф(1 со) Тр J dt,
где g(i) - переходная характеристика систем автоматического регулирования;
Тр - верхний предел интегрирования,
ФС/ COJ Тр - текущее преобразование Фурье.
Рещение производится- шагами для каждой из величин / (где г 1,2, ... -100) и каждый шаг дает точку ча|:тотной характеристики на экране 8 электронно-лучевого индикатора с длинным послесвечением. Шаги 0; устанаБЛИвак5тся посредством шагового искателя, получающего импульсы с генератора / развертки и управления и расположенного в блоке генератора 2 низкочастЬтных синудоидальных колебаний, который собран на операционных усилителях постоянного тока.
Значения напряжения g(t) вводятся посредством фотоэлекронного преобразователя 9 непосредственно с фотопленки с записью кривой переходного процесса или с кривой, заданной проектировщиком, в виде профилированной непрозрачной кальки, куска профилированного ватмана и пр,
Входное напряжение Х, приложенное между пластинами горизонтального отклонения луча электронно-лучевой трубки 10, представляет собой напряжение развертки электронного луча по горизонтальной оси трубки и поступает с выхода генератора / развертки, причем период рабочего хода луча соответствует времени развертки фотопленки и записывающего устройства и может изменять ся при необходимости в значительном диапазоне. Напряжение между вертикальными пластинами представляет собой выходное напряжение g(t), так как g((K,t), где К. - коэффициент, зависящий от отношения скоростей движения .фотЪпле щи при записи и скорости разверток электронного луча. При /С 1 получаем gCX)) СОИзменение значения К открывает возможности введения g(t) не в натуральном масштабе времени, что важно при записи долговременных переходных процессов.
Электронные блоки 5 и 4, включающие операционные усилители и квадраторы, выдают выходные напряжения, соответственно равные g(t) cos (Of и g(t) sin) t.
Интегрирование этих выражений в пределах О и Тр, где Тр - период рабочего хода развертки генератора 1, производится посредством электронных интеграторов 5 и б, использующих в своей основе операционный усилитель постоянного тока с большим коэффициентом усиления и точностью оперированияЗначения интегралов на выходе интеграторов 5 и 5 составляют действительную Re() и мнимую слагающую /т( «) Фурье преобразования и соответственно обеспечивают горизонтальное и вертикальное отклонение луча электрОНно-лучевого индикатораВ момент окончания периода рабочей развертки генератор 1 выдает импульс открытия луча электронно-лучевого индикатора 7, который фиксирует на экране 5 найденную точку частотной характеристики для значения Wj.
После окончания момента фиксации решения для шага / на экране электронно-лучевой трубки 10 генератор / выдает стопорный импульс, который производит гашение луча электронно-лучевого индикатора, блокиФурье. Практически приходится иметь дело с текущим преФурье, что усложняет соотношение 2 -
ровку выхода интеграторов до нуля на время Го, а также сдвиг значения О),- шагового искателя генератора синусоидальных колебаний на один шаг, производя установку значения M,-+I- Подготовка к новому циклу работы для заданного ,ч-1 происходит за время TQ -: время обра гного хода луча горизонтальной развертки трубки фотоэлектронного преобразователя 9. В момент окончания Го генератором 1 генерируется запускающий импульс, вводящий прибор в новый цикл работы, открывается луч с электронно-лучевой трубки 10 фотоэлектронного преобразователя, вводится в работу развертка горизонтального отклонения этого луча разблокируются интеграторы и процесс интегрирования продолжается в течение времени Т,р, в конце которого происходит открытие луча электронно-лучевого индикатора и выходы интеграторов после этого снова блокируются до нуля новым стопорным импульсом генератора /.
После окончания цикла работы для значения концевой выключатель шагового искателя генератора 2 останавливает работу прибора, возвращая в исходное положение все его блоки.
Процесс автоматического построения частотной характеристики по кривой переходного процесса заканчивается. Предлагаемый прибор может быть также использован в качестве автомата, определяющего устойчивость замкнутой системы автоматического регулирования по кривой переходного процесса резомкнутой системы. В этом случае прибор дополняется нуль-органом, который срабатывает в момент перехода величины 1т( ш ) через нулевое значение.
Кроме того, в схему предлагаемого прибора возможен ввод кривой g(t) € выхода моделирующей установки, работающей с повторением решения.
Предмет изобретения
Прибор для вычисления коэффициентов ряда Фурье функций, задаваемых электрическим напряжением, содержащий командное устройство и синусный, умножающие, интегрирующие и выводной блоки, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия устройства и увеличения диапазона рабочих частот, синусный блок устройства выполнен в виде электронного генератора синусоидальных колебаний с регулируемой частотой, а интегрирующие блоки - в виде усилителя постоянного тока с емкостью в цепи обратной связи.
- 3 -№ 118994
